Nació el 19 de febrero de 1964 en Washington D. C., pero creció en Hilo, Hawái. Al mudarse a Hawái a los 7 años, se sintió aislada por ser una niña blanca en un entorno donde se sentía diferente. Esta sensación de "ser de fuera" la impulsó a refugiarse en los libros y a desarrollar una determinación feroz para demostrar que quienes dudaban de ella se equivocaban.
Desde niña sintió curiosidad por la naturaleza y los rompecabezas científicos. A pesar de que un profesor de instituto le dijo que "las mujeres no podían estudiar ciencias",se graduó en Bioquímica en el Pomona College y obtuvo su doctorado en la Universidad de Harvard.
Actualmente es catedrática en la Universidad de California, Berkeley e investigadora del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) desde 1997.
Participa activamente en discusiones sobre el uso responsable de la edición genética, especialmente para evitar modificaciones hereditarias no controladas en humanos.
Es fundadora del Innovative Genomics Institute (IGI), donde busca aplicar CRISPR para resolver problemas globales como enfermedades genéticas y la seguridad alimentaria
Está casada con Jamie Cate, quien también es un destacado científico y catedrático de Bioquímica en la Universidad de California, Berkeley. Tienen un hijo llamado Andrew, nacido en 2002. que se decantó por la ingeniería eléctrica y la informática, estudios que también cursó en Berkeley.
En su tiempo libre disfruta de actividades sencillas como la jardinería y las caminatas por la naturaleza
El hito más importante de su carrera ocurrió en 2012, cuando publicó un estudio histórico junto a la científica francesa Emmanuelle Charpentier.
¿Qué descubrieron?: Identificaron un mecanismo de defensa en las bacterias que funciona como unas "tijeras moleculares".
La innovación: Lograron reprogramar estas tijeras (la enzima Cas9 dirigida por una molécula de ARN) para que pudieran cortar cualquier secuencia de ADN con una precisión quirúrgica.
Impacto: Esto permite "editar" genes: quitar partes dañinas o insertar nuevas, lo que ha transformado la medicina, la agricultura y la investigación del cáncer.